Фотоны. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

Развивая идеи Планка о квантовании энергии атомов, Эйнштейн высказал гипотезу о том, что свет не только излучается, но также распространяется в пространстве и поглощается веществом в виде отдельных дискретных квантов электромагнитного излучения – фотонов. Все фотоны монохроматического света частоты n имеют одинаковую энергию e=hn, где h-постоянная Планка и движутся в пространстве со скоростью света в вакууме. При внешнем фотоэффекте электрон проводимости металла, поглощая фотон, получает его энергию hn. Для выхода из металла электрон должен совершить работу выхода А. Поэтому уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта имеет вид: hn=A+½mυ²_макс – энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода А из металла и на сообщение фотоэлектрону кинетической энергии ½mυ²_макс.

Энергия и импульс фотонов.

Давление света.

Свет испускается, поглощается и распространяется дискретными порциями (квантами), названными фотонами. Фотон – элементарная частица, которая всегда движется со скоростью света и имеет массу покоя, равную нулю. Энергия фотона e= hn. Масса фотона m= hn/c². Импульс фотона p=e/c= hn/c. Давление света p на плоскую поверхность тела равно численному значению нормальной составляющей суммарного импульса, переда-

ваемого фотонами телу на единице площади рассматриваемой поверхности за единицу времени:

p=n₀hn(1+R)×cos² i, где n₀-концентрация фотонов падающего света, R-коэффи-циент отражения, т.к. n₀hn=E – энергия всех фотонов, падающих на единицу поверхности в единицу времени p=E(1+R)×cos² i или p=E/с ×(1+R)×cos i.

Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома.

Резерфорд, исследуя прохождение a-частиц в веществе (через золотую фольгу толщиной 1мкм), показал, что основная их часть испытывает незначительные отклонения, но некоторые a-частицы (примерно одна из 20 000) резко отклоняются от первоначального направления (углы отклонения достигали даже 180°). Так как электроны не могут существенно изменить движение столь тяжелых и быстрых частиц, как a-частицы, то Резерфордом был сделан вывод, что значительное отклонение a-частиц обусловлено их взаимодействием с положительным зарядом большой массы. Однако значительное отклонение испытывают лишь немногие a-частицы; следовательно, лишь некоторые из ник проходят вблизи данного положительного заряда. Это, в свою очередь, означает, что положительный заряд атома сосредоточен в объеме, очень малом по сравнению с объемом атома. На основании своих исследований Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель атома. Согласно этой модели, вокруг положительного ядра, имеющего заряд Ze (Z-порядковый номер элемента, e –элементарный заряд), размер 10^-15 – 10^-14 м и массу, практически равную массе атома, в области с линейными размерами порядка 10^-10 м по замкнутым орбитам движутся электроны, образуя электронную оболочку атома. Т.к. атомы нейтральны, то заряд ядра равен суммарному заряду электронов, т.е. вокруг ядра должно вращаться Z электронов.